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车用元件需求激增 半导体大厂动能全开
半导体供应商成功要件

【作者: 王岫晨】2021年08月03日 星期二

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在车用半导体元件的制造上,许多半导体大厂都是根据价值链上下游合作夥伴的需求,来改善SiC产品和解决方案。对於某些半导体大厂来说,SiC MOSFET的供货方式有很多种,其中一种是客制化设计模组,有些半导体厂正是以客制化模组的形式来供货给车厂。另外一种是较多的专用标准化模组。透过与协力封测厂合作,半导体大厂也开发出了自己的解决方案,例如意法半导体开发的ACEPACK。此外,为合作的模组厂商提供裸片也是一种形式。


电动车的半导体需求


图一 : 车用市场的半导体发展机会(source:st.com)
图一 : 车用市场的半导体发展机会(source:st.com)

正由於电动汽车的逐步普及,许多半导体厂都纷纷致力於改善并提升模组本身的性能。电动汽车,特别是与SiC碳化矽相关的主要车用电子,关键在於改善逆变器、车载充电器和DC/DC转换器的性能。


而针对制程的改变也是重点,例如目前意法半导体第三代量产的SiC是采用平面制造技术。多年来积累了宝贵的研制经验,累计生产了数千颗晶片,使得客户都能受益於这种可靠,而且高性能的第三代技术。至於第四代制程技术也已经正在研发中,并计画不断提升MOSFET的高应力和电气性能。


另一个创新是与原料和外延层相关,这是实现制程技术的关键。而宽能隙半导体应用也是非常重要。以意法半导体在其智慧出行策略的策略上,就是想要成为一个具备广泛产品线的供应商,因此在这个市场部署了非常好的产品,例如IGBT以及电隔离型驱动器等元件所需的类比产品,再加上MCU的智慧功能可用於汽车主域控制。所以由此可以了解,成为一个产品线广泛的元件供应商将是半导体大厂成功的策略。


为半导体产业做好产能规划

新冠疫情无疑颠覆了全球的供应链,尤其是半导体产业及其终端市场的供应链。目前出现的半导体缺货也对车用电子产业产生了重大影响,半导体大厂目前纷纷致力於与车厂合作,以解决这个挑战。


事实上,半导体产业自2020年12月以来所面临的需求,与半导体产业为2021年所准备的产能之间,存在了巨大缺囗。就以半导体大厂意法半导体在约半年前,即2020年第三季末到第四季所做出的分析预测,其所准备的产能可达约110亿美元的营收。但是,现在的市场需求却超过了150亿美元。对於整个半导体产业来说,供需缺囗基本上都是一样的。整个产业的产能准备是9.5兆美元营收,而需求基本上比这个产能高出30~35%。所以,不是晶片缺货的问题,而是没做好备产的问题。在整个价值链中,从电子元件、OEM原始设备、EMS代工厂,不论是独立电子,还是嵌入式电子,每个市场叁与者都没有为市场爆发做好准备。因此关於这个问题,所有半导体大厂均审慎因应。



图二 : 感测器在车用市场的机会(source:st.com)
图二 : 感测器在车用市场的机会(source:st.com)

短期来说,半导体大厂针对车商必须反应迅速。意法半导体在2020年12月即宣布,资本支出从15亿美元提升到20亿美元。因为快速反应,以及制造设备厂商和封装设备厂商的支援,因此能够提升产能,这就是该公司能在2021年4月份就宣布今年的营收指标将超过120亿美元,上下浮动1.5亿美元的原因。


所以,大家可以看到,快速且即时提升产能,才能支援市场的成长需求。然而,市场供需缺囗仍然达25%。因此,在短期内解决晶片缺货问题别无他法,只能与全体客户、车商、一级供应商、工业OEM密切合作,尽可能防止因缺货而造成的停产,控制损失程度,降低对客户的影响。因此,半导体大厂的首要任务是处理短期缺货问题,避免对客户造成结构性的损失。



图三 : 车用感测器的成长动能(source:st.com)
图三 : 车用感测器的成长动能(source:st.com)

往未来看,对於2022年和2023年中期,首先,半导体大厂必须开始与客户探讨经验教训和预防举措以及他们自己的举措,还有如何将未来的生产做出更好的规划,如何为半导体供应链提供更可靠的需求预测资讯,以便半导体公司灵活地备产。当然,半导体大厂也知道生意可能会受波动而出现变化,但至少需要找到一种方法,让客户能够提供半导体产业认同的预测资讯,以便做好低风险产能的准备。


半导体产业也将面临以下的主要挑战,例如,一辆汽车的制造周期时间是一天,电路板的制造周期却是一个星期,而且资本支出非常大。晶圆制造设备的交货周期基本上是九个月,封装测试设备基本上是六个月,这是商业交易条件,因此必须找到一种方法来调整汽车产业的传统商业模式,使其与材料需求规划和滚动预测更加一致,具有一些灵活多变性,以便半导体产业提前做好产能规划。



图四 : 汽车产业市场的半导体挑战与机运(source:st.com)
图四 : 汽车产业市场的半导体挑战与机运(source:st.com)

这就是半导体大厂与客户一起做的事情。向客户取得其2022年的明确市场预测资料,以便拟定资本支出计画。当然,如果预测资料看好後市,就会增加不可取消订单的数量。但是,如果预测可靠性为零,则没有价值。因此,必须要求预测资讯具备一定可靠性和一定的弹性。


结语

在车用电子领域,软体将会变得很重要,所以半导体大厂需要与客户建立密切的合作关系。优化电动汽车的动力总成系统,需要一个嵌入式处理解决方案和各种类型的感测器。在智慧化方面,包括资讯娱乐、导航定位、网路连线和ADAS驾驶辅助在内的子系统,市场为许多新的市场叁与者提供了新机会。在重要应用领域,每次出现的改变竞争格局的重大突破,都会为新企业创造机会,并提供市场一个更高效的平台。


半导体大厂提供车用半导体元件,必须与包括中国大陆、台湾、日本、韩国、美国的汽车制造商、一级供应商合作,因此必须具备各种不同的弹性来与车企合作,除了合作能力、结盟能力之外,还必须具备处理所有地区差异化需求的能力。在不同地区,商业模式和技术合作模式有时可能会略有不同,这也是半导体大厂在致胜策略上的核心所在。具备IP技术能力,在全球拥有影响力,积极布局完整生态系统,针对市场开发核心产品,并促进全球汽车电动化成功转型,才是一家半导体供应商成功的要件。


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